肌腱如何变得更硬更强

肌腱连接着肌肉和骨骼的东西，它们相对较薄，但承受着巨大的力。肌腱需要一定的弹性来吸收高负荷，如机械冲击，而不撕裂。然而，在涉及短跑和跳跃的运动中，僵硬的肌腱是一个优势，因为它们将肌肉中展开的力更直接地传递到骨骼。适当的训练有助于实现肌腱的最佳硬化。苏黎世联邦理工学院和苏黎世大学的研究人员在苏黎世的医院工作，他们现在已经破译了肌腱细胞是如何感知机械应力的，以及它们是如何使肌腱适应身体需求的。他们的发现发表在杂志上自然生物医学工程上。新发现机制的核心是肌腱细胞中的分子力传感器，由离子通道蛋白组成。这个传感器检测组成肌腱的胶原纤维何时纵向移动。如果发生如此强烈的剪切运动，传感器允许钙离子流入肌腱细胞。这促进了将胶原纤维连接在一起的某些酶的产生。结果，肌腱失去弹性，变得更加坚硬和强壮。基因变异反应过度有趣的是，负责这一过程的离子通道蛋白出现在人类不同的遗传变异体中。几年前，其他科学家发现一种叫做Edel的特殊变体聚集在西非血统的个体中。当时，这种蛋白质对肌腱僵硬的重要性尚不清楚。三分之一的非洲人后裔携带这种基因变体，而在其他人群中很少。这种基因变体保护其携带者免受热带疾病疟疾的严重影响。科学家们认为，由于这一优势，这种变体能够在这一人群中流行。来源：论文链接苏黎世联邦理工学院和苏黎世大学骨科生物力学教授JessSnedeker领导的研究人员现在已经表明，携带这种基因变体的小鼠肌腱更硬。他们认为，由于这种变化，肌腱在对锻炼的适应性反应中“过度”。主要性能优势科学家们在一项对65名非裔美国志愿者的研究中显示，这也对人们的跳跃能力有直接影响。在参与者中，22人携带该基因的Edel变体，而其余43人没有。为了解释影响一个人跳跃能力的各种因素(包括体质、训练和总体健康状况)，研究人员比较了慢速和快速跳跃期间的表现。肌腱在慢速跳跃动作中只起很小的作用，但在快速跳跃中尤其重要。通过他们的研究设计，科学家们可以分离出基因变异对跳跃表现的影响。这表明变异Edel的携带者表现平均好13%。“令人着迷的是，由于抗疟疾效果而被积极选择的基因变体同时与更好的运动能力相关联。“当我们开始这个项目时，我们当然没有想到会发现这一点。”斯奈德克小组的博士生、这项研究的第一作者FabianPassini说。这种基因变异很可能部分解释了为什么来自Edel频率高的国家的运动员在世界级的体育比赛中表现出色，包括短跑、跳远和篮球。迄今为止，还没有科学研究表明这种基因变体在优秀运动员中是否过多。然而，这样的研究将会引起科学兴趣，Passini说。关于力传感器和肌腱适应物理需求的机制的发现对于物理疗法也很重要。“我们现在对肌腱是如何工作的有了更好的理解。这也应该有助于我们将来更好地治疗肌腱损伤。”Snedeker说。从中期来看，也有可能开发出与新发现的肌腱力传感器对接的药物。这些有一天可能有助于治愈腱病和其他结缔组织疾病。论文链接：